專利名稱：一種提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥基復(fù)合材料的制備方法，具體涉及一種提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法。
背景技術(shù)：
碳纖維水泥基復(fù)合材料具有的熱電效應(yīng)，能夠?qū)⒉牧蟽啥说臏夭罹€性地轉(zhuǎn)化為溫差電動(dòng)勢(shì)，并且可以通過(guò)能量回收電路存儲(chǔ)在儲(chǔ)能裝置中。在土木工程結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)、道路太陽(yáng)能熱轉(zhuǎn)化收集，以及大型工業(yè)窯爐的廢熱回收利用等方面，具有中重要的應(yīng)用前景，是智能水泥基復(fù)合材料研究與發(fā)展的重要方向之一。碳纖維水泥基復(fù)合材料熱電性能的優(yōu)劣與該材料的Seebeck系數(shù)、熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率密切相關(guān)。其中碳纖維水泥基復(fù)合材料的Seebeck系數(shù)較低，目前仍是導(dǎo)致碳纖維水泥·基復(fù)合材料熱電性能不高的主要原因，嚴(yán)重影響著碳纖維水泥基復(fù)合材料在土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和能量回收領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。采用各種碳纖維原料和制備工藝方法，提高碳纖維水泥基復(fù)合材料的Seebeck系數(shù)，已經(jīng)成為當(dāng)今碳纖維水泥基復(fù)合材料領(lǐng)域研究的關(guān)鍵內(nèi)容之一。文獻(xiàn)I (iiS. H. Wen, D. D. L. Chung, Cement and ConcreteResearch, 2000, 30:1295-1298”)公開(kāi)了一種利用溴插層工藝提高碳纖維導(dǎo)電空穴濃度，并以此提高水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法，可使水泥基復(fù)合材料的Seebeck系數(shù)得到較大提高(從0.8μν/° C提高到17μν/° C)。但是該方法獲得的水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)絕對(duì)值仍然較小，不能很好的滿足結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)傳感器與廢熱收集系統(tǒng)的應(yīng)用要求，并且溴插層工藝中所用溴蒸汽也存在較大的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。文獻(xiàn)2 (“ Bahar Demirel, Salih Yazicioglu, New CarbonMaterials, 2008, 23:21-24”)公開(kāi)了一種碳纖維增強(qiáng)輕骨料水泥基復(fù)合材料。該復(fù)合材料以浮石為輕骨料，直徑15 μ m的碳纖維為增強(qiáng)相，使碳纖維水泥基復(fù)合材料的Seebeck系數(shù)達(dá)到127.4μν/° C。但是，由于輕骨料的抗壓強(qiáng)度較低，導(dǎo)致最終碳纖維水泥基復(fù)合材料的強(qiáng)度也較低；并且由于浮石化學(xué)成分的波動(dòng)性，嚴(yán)重影響最終碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的穩(wěn)定性。文獻(xiàn)3(“唐祖全，童成豐，錢(qián)覺(jué)時(shí)，王智，重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30:125-128”)公開(kāi)了一種利用風(fēng)淬鋼渣與水泥制備的鋼渣混凝土。該混凝土具有Seebeck系數(shù)高(>48 μ V/。C)、廢物利用和制備工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。但是由于煉鋼工藝和各地區(qū)原料的差異性、導(dǎo)致鋼渣中鐵氧化物的含量波動(dòng)十分常見(jiàn)，致使這種鋼渣混凝土的Seebeck系數(shù)波動(dòng)較大，嚴(yán)重影響利用該鋼渣混凝土制作的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)傳感器與廢熱收集系統(tǒng)的性能穩(wěn)定性。文獻(xiàn)4 (“趙文艷，張文福，馬昌恒，才英俊，朱殿瑞，大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，32:83-85+92”)公開(kāi)了一種添加鱗片石墨的石墨導(dǎo)電混凝土。該混凝土的Seebeck系數(shù)可達(dá)2.27mV/° C，并且制備工藝簡(jiǎn)單。但是由于所用石墨的鱗片狀形貌和石墨較大的比表面積，導(dǎo)致該混凝土制備過(guò)程中水灰比較大，硬化后力學(xué)性能也大幅降低，僅能用于某些強(qiáng)度要求不高的工程局部部位。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法,具有所得碳纖維水泥復(fù)合材料Seebeck系數(shù)高、熱電性能穩(wěn)定、力學(xué)性能優(yōu)良和制備工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法，在碳纖維水泥基復(fù)合材料制備過(guò)程中，添加Fe2O3或Bi2O3粉末，或者任意比的Fe2O3-Bi2O3混合粉末，總添加量為復(fù)合材料所用水泥質(zhì)量的O. 1% -5. 0%。所述碳纖維水泥基復(fù)合材料由PAN基短切碳纖維和硅酸鹽水泥組成，將Fe2O3或Bi2O3或任意比的Fe2O3-Bi2O3混合粉末與PAN基短切碳纖維、硅酸鹽水泥和水，按質(zhì)量比O. 001-0. 05:0. 005-0. 01:1:0. 4-0. 5均勻混合，然后澆注形成碳纖維水泥基復(fù)合材料。所述碳纖維水泥基復(fù)合材料由PAN基短切碳纖維、硅酸鹽水泥和骨料組成，將Fe2O3或Bi2O3或任意比的Fe2O3-Bi2O3混合粉末與PAN基短切碳纖維、硅酸鹽水泥、骨料和水，按質(zhì)量比O. 001-0. 05:0. 005-0. 01:1:0. 5-3:0. 4-0. 5均勻混合，然后澆注形成碳纖維水泥基復(fù)合材料。所述碳纖維水泥基復(fù)合材料由PAN基短切碳纖維和硫鋁酸鹽水泥組成，將Fe2O3或Bi2O3或任意比的Fe2O3-Bi2O3混合粉末與PAN基短切碳纖維、硫鋁酸鹽水泥和水，按質(zhì)量比O. 001-0. 05:0. 005-0. 01:1:0. 4-0. 5均勻混合，然后澆注形成碳纖維水泥基復(fù)合材料。所述碳纖維水泥基復(fù)合材料由PAN基短切碳纖維、硫鋁酸鹽水泥和骨料組成，將Fe2O3或Bi2O3或任意比的Fe2O3-Bi2O3混合粉末與PAN基短切碳纖維、硫鋁酸鹽水泥、骨料和水，按質(zhì)量比O. 001-0. 05:0. 005-0. 01:1:0. 5-3:0. 4-0. 5均勻混合，然后澆注形成碳纖維水泥基復(fù)合材料。所述Fe2O3或Bi2O3粉末的粒徑范圍為1-100 μ m。本發(fā)明使用Fe2O3和/或Bi2O3粉末后，其溫差電動(dòng)勢(shì)與溫差的關(guān)系曲線為線性關(guān)系。其Seebeck系數(shù)隨Fe2O3和/或Bi2O3粉末添加量的增加而增加。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明使用的Fe2O3和/或Bi2O3粉末的化學(xué)成分穩(wěn)定，不但可以大幅度提高碳纖維水泥基復(fù)合材料的Seebeck系數(shù)，避免了使用輕骨料、鋼渣或鱗片石墨帶來(lái)的復(fù)合材料Seebeck系數(shù)不穩(wěn)定的問(wèn)題。本發(fā)明提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法，由于不需要對(duì)碳纖維進(jìn)行溴插層工藝處理，避免了溴蒸汽的環(huán)境污染問(wèn)題。本發(fā)明使用的Fe2O3和/或Bi2O3粉末為顆粒狀形貌，粒度適中，并且添加量較少，可有效避免輕骨料、鋼渣或鱗片石墨使用帶來(lái)的水泥基復(fù)合材料力學(xué)性能降低的問(wèn)題，同時(shí)有利于其在水泥基體中均勻分散。


圖I是本發(fā)明添加有Fe2O3粉末的碳纖維水泥基復(fù)合材料的溫差電動(dòng)勢(shì)與溫差的關(guān)系曲線。
圖2是本發(fā)明添加有Fe2O3粉末的碳纖維水泥基復(fù)合材料的溫差電動(dòng)勢(shì)與溫差的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例I :準(zhǔn)備型腔為長(zhǎng)方體的鋼制模具，按照質(zhì)量比為0.01:0.01:1的比例，取
Fe2O3粉末、PAN基短切碳纖維和硫鋁酸鹽水泥。利用超聲波作用將PAN基短切碳纖維在水中分散均勻，形成短切碳纖維與水的混合物加入攪拌機(jī)內(nèi)，然后再加入硫鋁酸鹽水泥和Fe2O3粉末，也可同時(shí)加入水泥質(zhì)量O. 5%的聚羧酸高效減水劑，并進(jìn)一步攪拌均勻形成碳纖維水泥拌合物。將碳纖維水泥拌合物澆注到鋼制模具內(nèi)，并在模具內(nèi)固化成型，形成碳纖維水泥基復(fù)合材料試樣。
利用平板加熱器使碳纖維水泥基復(fù)合材料試樣的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面產(chǎn)生溫差Λ Τ，其中一個(gè)側(cè)面被平板加熱器逐漸加熱至90° C (加熱速率為O. 01° C/s)，另一個(gè)側(cè)面保持室溫。在加熱過(guò)程中，同時(shí)利用萬(wàn)用表測(cè)量獲得這兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面之間產(chǎn)生的溫差電動(dòng)勢(shì)AV0然后可以獲得在加熱溫度范圍內(nèi)，溫差電動(dòng)勢(shì)與溫差之間的線性關(guān)系曲線。該曲線的斜率Λ V/AT，即為該試樣的Seebeck系數(shù)S=45. IV/。C，其數(shù)值較未添加Fe2O3粉末的碳纖維水泥基復(fù)合材料的Seebeck系數(shù)(19. 7V/° C)提高25. 4V/° C，提高幅度為128. 9%。實(shí)施例2 :準(zhǔn)備型腔為長(zhǎng)方體的鋼制模具，按照質(zhì)量比為O. 05:0. 01:1的比例，取Fe2O3粉末、PAN基短切碳纖維和硫鋁酸鹽水泥。利用超聲波作用將PAN基短切碳纖維在水中分散均勻，形成短切碳纖維與水的混合物加入攪拌機(jī)內(nèi)，然后再加入硫鋁酸鹽水泥和Fe2O3粉末，也可同時(shí)加入水泥質(zhì)量O. 5%的聚羧酸高效減水劑，并進(jìn)一步攪拌均勻形成碳纖維水泥拌合物。將碳纖維水泥拌合物澆注到鋼制模具內(nèi)，并在模具內(nèi)固化成型，形成碳纖維水泥基復(fù)合材料試樣。利用平板加熱器使碳纖維水泥基復(fù)合材料試樣的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面產(chǎn)生溫差Λ Τ，其中一個(gè)側(cè)面被平板加熱器逐漸加熱至60° C (加熱速率為O. 01° C/s)，另一個(gè)側(cè)面保持室溫。在加熱過(guò)程中，同時(shí)利用萬(wàn)用表測(cè)量獲得這兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面之間產(chǎn)生的溫差電動(dòng)勢(shì)AV0然后可以獲得在加熱溫度范圍內(nèi)，溫差電動(dòng)勢(shì)與溫差之間的線性關(guān)系曲線。該曲線的斜率Λ V/AT，即為該試樣的Seebeck系數(shù)S=90. 2V/° C，其數(shù)值較未添加Fe2O3粉末的碳纖維水泥基復(fù)合材料的Seebeck系數(shù)(19. 7V/° C)提高70. 5V/° C，提高幅度為357. 9%。實(shí)施例3 :準(zhǔn)備型腔為長(zhǎng)方體的鋼制模具，按照質(zhì)量比為O. 005:0. 01:1的比例，取Bi2O3粉末、PAN基短切碳纖維和硫鋁酸鹽水泥。利用超聲波作用將PAN基短切碳纖維在水中分散均勻，形成短切碳纖維與水的混合物加入攪拌機(jī)內(nèi)，然后再加入硫鋁酸鹽水泥和Bi2O3粉末，也可同時(shí)加入水泥質(zhì)量O. 5%的聚羧酸高效減水劑，并進(jìn)一步攪拌均勻形成碳纖維水泥拌合物。將碳纖維水泥拌合物澆注到鋼制模具內(nèi)，并在模具內(nèi)固化成型，形成碳纖維水泥基復(fù)合材料試樣。利用平板加熱器使碳纖維水泥基復(fù)合材料試樣的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面產(chǎn)生溫差Λ Τ，其中一個(gè)側(cè)面被平板加熱器逐漸加熱至75° C (加熱速率為O. 01° C/s)，另一個(gè)側(cè)面保持室溫。在加熱過(guò)程中，同時(shí)利用萬(wàn)用表測(cè)量獲得這兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面之間產(chǎn)生的溫差電動(dòng)勢(shì)AV0然后可以獲得在加熱溫度范圍內(nèi)，溫差電動(dòng)勢(shì)與溫差之間的線性關(guān)系曲線。該曲線的斜率AV/ΛΤ，即為該試樣的Seebeck系數(shù)S=37.6V/° C，其數(shù)值較未添加Bi2O3粉末的碳纖維水泥基復(fù)合材料的Seebeck系數(shù)(19. 7V/° C)提高17. 9V/° C，提高幅度為90. 9%。實(shí)施例4 :準(zhǔn)備型腔為長(zhǎng)方體的鋼制模具，按照質(zhì)量比為O. 025:0. 01:1的比例，取Bi2O3粉末、PAN基短切碳纖維和硫鋁酸鹽水泥。利用超聲波作用將PAN基短切碳纖維在水中分散均勻，形成短切碳纖維與水的混合物加入攪拌機(jī)內(nèi)，然后再加入硫鋁酸鹽水泥和Bi2O3粉末，也可同時(shí)加入水泥質(zhì)量O. 5%的聚羧酸高效減水劑，并進(jìn)一步攪拌均勻形成碳纖維水泥拌合物。將碳纖維水泥拌合物澆注到鋼制模具內(nèi)，并在模具內(nèi)固化成型，形成碳纖維水泥基復(fù)合材料試樣。利用平板加熱器使碳纖維水泥基復(fù)合材料試樣的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面產(chǎn)生溫差Λ Τ，其中一個(gè)側(cè)面被平板加熱器逐漸加熱至65° C (加熱速率為O. 01° C/s)，另一個(gè)側(cè)面保持室溫。在加熱過(guò)程中，同時(shí)利用萬(wàn)用表測(cè)量獲得這兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面之間產(chǎn)生的溫差電動(dòng)勢(shì)AV0然后可以獲得在加熱溫度范圍內(nèi)，溫差電動(dòng)勢(shì)與溫差之間的線性關(guān)系曲線。該曲線的斜率Λν/ΛΤ，即為該試樣的Seebeck系數(shù)S=75. 2V/° C，其數(shù)值較未添加Bi2O3粉末的碳 纖維水泥基復(fù)合材料的Seebeck系數(shù)(19. 7V/° C)提高55. 5V/° C，提高幅度為281. 7%。實(shí)施例5 :準(zhǔn)備型腔為長(zhǎng)方體的鋼制模具，按照質(zhì)量比為O. 01:0. 01:1的比例，取Bi2O3粉末、PAN基短切碳纖維和硅酸鹽水泥。利用超聲波作用將PAN基短切碳纖維在水中分散均勻，形成短切碳纖維與水的混合物加入攪拌機(jī)內(nèi)，然后再加入硅酸鹽水泥和Bi2O3粉末，也可同時(shí)加入水泥質(zhì)量O. 5%的聚羧酸高效減水劑，并進(jìn)一步攪拌均勻形成碳纖維水泥拌合物。將碳纖維水泥拌合物澆注到鋼制模具內(nèi)，并在模具內(nèi)固化成型，形成碳纖維水泥基復(fù)合材料試樣。利用平板加熱器使碳纖維水泥基復(fù)合材料試樣的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面產(chǎn)生溫差Λ Τ，其中一個(gè)側(cè)面被平板加熱器逐漸加熱至70° C (加熱速率為O. 01° C/s)，另一個(gè)側(cè)面保持室溫。在加熱過(guò)程中，同時(shí)利用萬(wàn)用表測(cè)量獲得這兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面之間產(chǎn)生的溫差電動(dòng)勢(shì)AV0然后可以獲得在加熱溫度范圍內(nèi)，溫差電動(dòng)勢(shì)與溫差之間的線性關(guān)系曲線。該曲線的斜率Λ V/AT，即為該試樣的Seebeck系數(shù)S=45. OV/° C，其數(shù)值較未添加Bi2O3粉末的碳纖維水泥基復(fù)合材料的Seebeck系數(shù)(19. 7V/° C)提高25. 3V/° C，提高幅度為128. 4%。實(shí)施例6 :準(zhǔn)備型腔為長(zhǎng)方體的鋼制模具，按照質(zhì)量比為O. 025:0. 01:1:1的比例，取Fe2O3粉末、PAN基短切碳纖維、骨料和硅酸鹽水泥。利用超聲波作用將PAN基短切碳纖維在水中分散均勻，形成短切碳纖維與水的混合物加入攪拌機(jī)內(nèi)，然后再加入硅酸鹽水泥、骨料和Fe2O3粉末，也可同時(shí)加入水泥質(zhì)量O. 5%的聚羧酸高效減水劑，并進(jìn)一步攪拌均勻形成碳纖維水泥拌合物。將碳纖維水泥拌合物澆注到鋼制模具內(nèi)，并在模具內(nèi)固化成型，形成碳纖維水泥基復(fù)合材料試樣。利用平板加熱器使碳纖維水泥基復(fù)合材料試樣的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面產(chǎn)生溫差Λ Τ，其中一個(gè)側(cè)面被平板加熱器逐漸加熱至90° C (加熱速率為O. 01° C/s)，另一個(gè)側(cè)面保持室溫。在加熱過(guò)程中，同時(shí)利用萬(wàn)用表測(cè)量獲得這兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面之間產(chǎn)生的溫差電動(dòng)勢(shì)AV0然后可以獲得在加熱溫度范圍內(nèi)，溫差電動(dòng)勢(shì)與溫差之間的線性關(guān)系曲線。該曲線的斜率Λν/ΛΤ，即為該試樣的Seebeck系數(shù)S=35. 2V/° C，其數(shù)值較未添加Fe2O3粉末與骨料的碳纖維水泥基復(fù)合材料的Seebeck系數(shù)(19. 7V/° C)提高15. 5V/° C，提高幅度為78. 7%。
實(shí)施例7 :準(zhǔn)備型腔為長(zhǎng)方體的鋼制模具，按照質(zhì)量比為O. 005:0. 01:1的比例，取Fe2O3-Bi2O3混合粉末、PAN基短切碳纖維和硫鋁酸鹽水泥，其中Fe2O3-Bi2O3混合粉末中Fe2O3與Bi2O3的質(zhì)量比為1:1。利用超聲波作用將PAN基短切碳纖維在水中分散均勻，形成短切碳纖維與水的混合物加入攪拌機(jī)內(nèi)，然后再加入硫鋁酸鹽水泥和Fe2O3-Bi2O3混合粉末，也可同時(shí)加入水泥質(zhì)量O. 5%的聚羧酸高效減水劑，并進(jìn)一步攪拌均勻形成碳纖維水泥拌合物。將碳纖維水泥拌合物澆注到鋼制模具內(nèi)，并在模具內(nèi)固化成型，形成碳纖維水泥基復(fù)合材料試樣。利用平板加熱器使碳纖維水泥基復(fù)合材料試樣的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面產(chǎn)生溫差A(yù)T，其中一個(gè)側(cè)面被平板加熱器逐漸加熱至90° C (加熱速率為O. 01° C/s)，另一個(gè)側(cè)面保持室溫。在加熱過(guò)程中，同時(shí)利用萬(wàn)用表測(cè)量獲得這兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面之間產(chǎn)生的溫差電動(dòng)勢(shì)AV0然后可以獲得在加熱溫度范圍內(nèi)，溫差電動(dòng)勢(shì)與溫差之間的線性關(guān)系曲線。該曲線的斜率Λ V/ Λ T，即為該試樣的Seebeck系數(shù)S=30. IV/° C，其數(shù)值較未添加Fe2O3-Bi2O3混合粉末的碳纖維水泥基復(fù)合材料的Seebeck系數(shù)(19. 7V/° C)提高10.4V/° C，提高幅度為52. 8%。本實(shí)施例中，F(xiàn)e2O3-Bi2O3混合粉末中Fe2O3與Bi2O3的質(zhì)量比可以為任意比。參閱圖I和圖2所示，本發(fā)明獲得的碳纖維水泥基復(fù)合材料的Seebeck系數(shù)較高，并且溫差電動(dòng)勢(shì)與溫差之間的關(guān)系曲線為線性關(guān)系。·
參閱圖I和圖2所示，本發(fā)明獲得的碳纖維水泥基復(fù)合材料的Seebeck系數(shù)，隨Fe2O3和Bi2O3粉末添加量的增加而增加。以上所述僅為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，不是全部或唯一的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)閱讀本發(fā)明說(shuō)明書(shū)而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法，其特征在于，在碳纖維水泥基復(fù)合材料制備過(guò)程中，添加Fe2O3或Bi2O3粉末，或者任意比的Fe2O3-Bi2O3混合粉末，總添加量為復(fù)合材料所用水泥質(zhì)量的O. 1% -5. 0%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法，其特征在于，所述碳纖維水泥基復(fù)合材料由PAN基 短切碳纖維和硅酸鹽水泥組成，將Fe2O3或Bi2O3或任意比的Fe2O3-Bi2O3混合粉末與PAN基短切碳纖維、硅酸鹽水泥和水，按質(zhì)量比O. 001-0. 05:0. 005-0. 01:1:0. 4-0. 5均勻混合，然后澆注形成碳纖維水泥基復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法，其特征在于，所述碳纖維水泥基復(fù)合材料由PAN基短切碳纖維、硅酸鹽水泥和骨料組成，將Fe2O3或Bi2O3或任意比的Fe2O3-Bi2O3混合粉末與PAN基短切碳纖維、硅酸鹽水泥、骨料和水，按質(zhì)量比O.001-0. 05:0. 005-0. 01:1:0. 5-3:0. 4-0. 5均勻混合，然后澆注形成碳纖維水泥基復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法，其特征在于，所述碳纖維水泥基復(fù)合材料由PAN基短切碳纖維和硫鋁酸鹽水泥組成，將Fe2O3或Bi2O3或任意比的Fe2O3-Bi2O3混合粉末與PAN基短切碳纖維、硫鋁酸鹽水泥和水，按質(zhì)量比O.001-0. 05:0. 005-0. 01:1:0. 4-0. 5均勻混合，然后澆注形成碳纖維水泥基復(fù)合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法，其特征在于，加入Fe2O3粉末，其與PAN基短切碳纖維、硫鋁酸鹽水泥的質(zhì)量比為O. 05:0. 01:1，先利用超聲波作用將PAN基短切碳纖維在水中分散均勻，形成短切碳纖維與水的混合物加入攪拌機(jī)內(nèi)，然后再加入硫鋁酸鹽水泥和Fe2O3粉末，并進(jìn)一步攪拌均勻形成碳纖維水泥拌合物，然后澆注形成碳纖維水泥基復(fù)合材。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法，其特征在于，加入Bi2O3粉末，其與PAN基短切碳纖維、硫鋁酸鹽水泥的質(zhì)量比為O. 005:0. 01:1，先利用超聲波作用將PAN基短切碳纖維在水中分散均勻，形成短切碳纖維與水的混合物加入攪拌機(jī)內(nèi)，然后再加入硫鋁酸鹽水泥和Bi2O3粉末，并進(jìn)一步攪拌均勻形成碳纖維水泥拌合物，然后澆注形成碳纖維水泥基復(fù)合材。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法，其特征在于，與硫鋁酸鹽水泥和Bi2O3粉末同時(shí)還加入水泥質(zhì)量O. 5%的聚羧酸高效減水劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法，其特征在于，所述碳纖維水泥基復(fù)合材料由PAN基短切碳纖維、硫鋁酸鹽水泥和骨料組成，將Fe2O3或Bi2O3或任意比的Fe2O3-Bi2O3混合粉末與PAN基短切碳纖維、硫鋁酸鹽水泥、骨料和水，按質(zhì)量比O. 001-0. 05:0. 005-0. 01:1:0. 5-3:0. 4-0. 5均勻混合，然后澆注形成碳纖維水泥基復(fù)合材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法，其特征在于，所述Fe2O3或Bi2O3粉末的粒徑范圍為1-100 μ m。
全文摘要
一種提高碳纖維水泥基復(fù)合材料Seebeck系數(shù)的方法，在碳纖維水泥基復(fù)合材料制備過(guò)程中，添加Fe2O3和/或Bi2O3粉末，本發(fā)明碳纖維水泥復(fù)合材料溫差電動(dòng)勢(shì)與溫差的關(guān)系曲線為線性關(guān)系，其Seebeck系數(shù)隨Fe2O3和/或Bi2O3粉末添加量的增加而增加，所得碳纖維水泥復(fù)合材料Seebeck系數(shù)高、熱電性能穩(wěn)定、力學(xué)性能優(yōu)良、制備工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)避免了使用輕骨料、鋼渣或鱗片石墨帶來(lái)的復(fù)合材料Seebeck系數(shù)不穩(wěn)定的問(wèn)題，同時(shí)由于本發(fā)明不需要對(duì)碳纖維進(jìn)行溴插層工藝處理，避免了溴蒸汽的環(huán)境污染問(wèn)題，還避免了輕骨料、鋼渣或鱗片石墨使用帶來(lái)的水泥基復(fù)合材料力學(xué)性能降低的問(wèn)題，有利于其在水泥基體中均勻分散。
文檔編號(hào)C04B22/06GK102923984SQ201210380830
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者魏劍, 郭琦, 賀格平, 楊春麗 申請(qǐng)人:西安建筑科技大學(xué)